太原煤气化选煤分公司 山西太原 030024
摘要：本文介绍了东河选煤厂煤泥水处理现状及存在的问题，喂料机的选型，絮凝剂加药系统优化方案及实施情况，实际应用取得的效果。
关键词：现状；存在问题；优化；应用效果。
东河选煤厂位于蒲县东北部太林乡汇鑫工业场地内，为矿井型选煤厂，2004年建设投产使用，初设生产能力为90万吨，现东河选煤厂采用跳汰机+粗煤泥回收+浮选联合工艺，原煤经跳汰全级入洗后，跳汰精煤脱水筛筛下水经过旋流器组分级后，底流经过弧形筛和末精煤离心机脱水，完成粗煤泥回收；溢流进行细粒级浮选，浮选精煤经过压滤脱水后掺入精煤，浮选尾煤通过浓缩机浓缩后，经压滤脱水完成尾煤泥回收，循环水进行复用。
随着生产年限增长，生产设备日趋老化，加之设备检修存在维护不到位的情况，设备故障台时率偏高，尤其是煤泥水处理系统故障频发，据2018年5—9月统计，生产系统故障台时为102.5小时，台时率为4.31%，其中煤泥水系统累计故障台时达79.6小时，占生产系统台时的77.66%，成为东河选煤厂急需解决的首要问题。
1、煤泥水处理系统
在煤泥水系统中，开始时水中的煤泥量不大，随着生产时间的延长，循环水中煤泥含量逐渐增大。当回收的煤泥量和产品带走的煤泥量与入选物料中的煤泥量（包括次生煤泥）相等时，这一系统达到平衡；当回收的煤泥量不足时，将使某些作业效果变坏，因而不得不从系统中排出“多余”的煤泥水，造成煤泥流失，环境污染。选煤厂煤泥水处理是一个固液分离和固液回收的过程，是通过浓缩、澄清等作业实现的，而要实现这一过程必须进行絮凝剂的添加。其工作流程如下 ：
1.2存在的问题
1) 人工靠经验添加药剂存在着药剂量把握不准的情况，当加药量偏大时，压滤滤饼会附着浓度粘稠的絮凝剂，滤饼在皮带上易打滑，浪费药剂。当加药量偏小时，煤泥水絮凝沉降效果变差，循环水易变黑。
2）人工加药对药剂的熟化程度难以把控，影响药剂与煤泥水作用效果，造成循环水和浓缩物不能满足工艺要求，存在着洗水浓度高，药剂浪费严重等问题。
3）人工加药由于撒料不均匀易造成药剂不能完全溶解，结块现象时有发生，使得管路或泵堵塞，不能保证上料泵的连续给料，严重时会导致整个系统瘫痪。
2、东河选煤厂絮凝剂加药系统优化方案
为解决东河选煤厂絮凝剂人工加药对整个煤泥水系统造成的严重影响，对絮凝剂系统进行优化改造，增加自动加药装置。其工作过程为：清水不断补充进入第一室，药剂通过喂料机进行定量均匀地添加，待药剂进行混合后，溢流到第二室进行搅拌，使其充分溶解均匀。当后续制备好的药剂源源不断的流入时，会溢流到第三室在搅拌的作用下继续熟化，等液体达到一定容量后可供药剂泵向系统添加。
2.1喂料机的选型
将人工加药系统改为自动加药系统最主要的环节就是喂料机，通过大量的调查研究，分析对比，初步选定了三种喂料机进行比选。
2.1.1 双螺杆失重式喂料机（SLG型），适用于流动性好的粉料、片状粉末、微粒、纤维和玻纤，对产品各组分进行精确的计量和连续喂料控制。其特点是双螺杆失重喂料机利用伺服或变频电机，采用重量反馈速度控制的方式，通过特种双螺杆，对物料实现均匀地精确喂料。
2.1.2 振动喂料机（PZDS型）适用于短玻纤及各类小流量添加剂(粉料或粒料均可)。其特点是由振动料仓、振动滑道、振动器等部分组成。它采用电磁振动的原理，把物料水平向前输送。其间输送物料均匀稳定，完全排除了螺杆喂料的不均匀。由于在振动体和安装固定板之间安装了特制弹簧片和配重平衡块，使其充分发挥了高效的重量分布能力。可以有效的吸收反作用力，达到稳定高速的输送目的。
2.1.3 水处理喂料机(干粉投加机SSLG型)适用于各种粉料，粒料或粉料共混料，玻纤等很难加入主机时采用的特殊喂料装置。其特点是该设备采用啮合式喂料螺杆，进行强制加料，密封性能好，不漏粉，具有强力向前输送物料和自清洁功能等优点。物料经由喂料装置的螺旋咬住，均量匀速供给主机吞进，调速系统可调节控制喂料量的多少，从而替代人工喂料操作，避免人工喂料不均、易出安全事故的情况。达到节约、安全、高效的目的，是高填充，难填充场合所常选取的喂料装置。
根据絮凝剂的使用特点及东河选煤厂的实际情况，最终选定性价比高的水处理喂料机，于是选用了无锡云科机械有限公司生产的SSLG-10型（含料斗、螺杆输送、水分散器）水处理喂料机（PAM)。
3.2 箱体制作及搅拌安装
絮凝剂絮凝过程与搅拌的强度和时间有关，其工艺过程包括混合、反应和分离三个阶段。因此设计制作絮凝剂制备箱体，使用8mm厚的钢板制作3m*2m*1m的箱体，在箱体内设两块隔板将其分为三室，第一室长为0.7m，第二室长为0.9m，在隔板上距底部0.3m处开一条宽0.1m的长缝，在第一室隔板外侧焊高为0.6m的挡板，在第二室隔板外侧焊高为0.5m的挡板，使得药剂流可以行走最远的路径进行充分混合，形成U形循环溢流到下一个箱体。其结构图如下图。
4.1在絮凝剂制备箱体第一室上部增加药剂喂料机实现定量添加，均匀给料。在侧面盘有暖气管道，在冬季时可使水温升高利于絮凝剂的溶化。控制外加清水量，实现了药剂泵送的水平衡，实现了一定浓度的药剂平衡。药剂PAM投入喂料机料仓后，调整喂料机变频控制器进行给料调速，控制适度的药剂给入量向箱体内添加。为了防止药剂漂浮在水面直接溢流走，喂料机出口安装了强制溶解装置，在锥桶外部给入清水形成漩涡流，当药剂落入漩涡流中强制溶解后，再流入制备室。
4.2在第二、三室安装搅拌。溶解的药剂进入到第二室后，进行充分的搅拌，搅拌好的药液通过溢流进入第三室，在低速搅拌的作用下继续熟化，等液体达到一定容量后可供药剂泵向系统添加。
4.3溶液的计量输送是由螺杆泵实现的。两台螺杆泵一备一用，共用一根进料管和储药箱相连，每台泵各有独立的开关阀，可实现独立工作。螺杆泵采用变频器控制，以此来调节絮凝剂溶液的投加量。变频器的控制信号由PLC发出的。PLC收集来自数据采集和电气控制系统的电信号后再发出控制信号，使絮凝剂的投加量实现适时控制。把制备好的药剂泵送到浓缩机入料桶中，与煤泥水混合作用后流入浓缩机，实现絮凝沉降。
4.4玻璃转子流量计可以监视药剂上料情况，不上料浮子就会下落一定位置，上料过大浮子就会上移到最大刻度，控制好出料门开度，满足恰当的药剂流量为宜。
5、使用效果
通过2019年1月至5月对煤泥水系统监测，循环水的浓度月平均值＜5g/L，达到历史最好水平，符合GB/T 35051-2018选煤厂洗水闭路循环等级标准（2018年9月1日实施）中的一级标准规定：跳汰工艺洗水浓度不大于5 g/L。实现了清水洗煤，杜绝因煤泥水浓度高循环水黑而引起非正常停车。
絮凝剂加药系统优化后，据2019年1月至5月台时统计，生产系统台时率为2.12%，煤泥水系统故障台时由改造前的79.6小时降低到改造后的9.72小时，占生产系统故障台时的12.21%。
6、经济效益及社会效益
6.1经济效益：
（1）生产系统故障台时率降低了4.31%-2.12%=2.19%，
（2）按年生产330天，每天生产16小时计算，一年可增加生产时间116小时。
（3）按小时入洗170吨/小时，洗1吨原煤利润20元/吨计算：
116小时×170吨/小时×20元/吨=394400元
因此，从选煤厂规模化角度讲，只有多入洗减少生产故障台时，才可能产生更多的效益，减少116小时生产故障台时，间接多创造约39万元的经济效益。
6.2社会效益
（1）、絮凝剂制备改进以后，我厂的煤泥水系统故障率大大降低，促进产品质量稳定，因循环水黑导致停产的现象杜绝了，完善了洗选工艺。
（2）絮凝剂制备改进后未出现管路堵压现象，节约了资源，降低了工人劳动强度。
7结语
絮凝剂制备系统优化改进后，实现了药剂定量添加、药剂搅拌制备熟化、药剂稳定输送。浓缩机溢流澄清度明显得到提高，降低了煤泥水系统故障台时，为生产系统的正常运行夯实了基础，为保护环境起到了决定性作用。
参考文献:
（1）孙丽丽 李瑛 王壮壮 郭立朋 絮凝剂自动加药装置在煤泥水处理中的应用【J】 科技创新导报，2010（26）
（2）絮凝剂自动加药装置在煤矿洗选系统中的应用【J】 煤矿机电 2012年第2期 122-123
作者简介：裴润萍（1971-），女，高级工程师，从事科技管理工作。
论文作者:裴润萍
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/20
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